JPH0337951B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明はヘモダイアフイルトレーシヨン
（HDF）による体液浄化装置に係り、特に血液な
どの体液の透析、浄化操作において透析液側より
体液側に透析液を押し込んだり、逆に体液側から
透析液側へ水を引き出したりすることを繰返し行
なうことによつて、ヘモフイルトレーシヨン
（HF）効果とヘモダイアリシス（HD）効果とを
兼ねた、高能率にして、操作容易な透析を可能と
し、且つ従来のHF装置では不可欠であつた置換
液の導入機構をも不要とする体液浄化装置に関す
るものである。

（従来技術） 近年、腎不全の患者の治療や生命の維持に、血
液またはその成分などの体液を透析、浄化する装
置、所謂人工腎臓が広く用いられるようになつて
来ている。かかる装置には、函体内のフイルム
状、チユーブ状或いは中空繊維状のセルロース
膜、例えばキユプラアンモニウムレーヨン膜など
の半透膜を収容した浄化器（ダイアライザー）が
用いられ、これによつて、例えばHD操作の場合
には、該半透膜を介して血液等の体液と透析液を
接触せしめることにより、患者の体液中に蓄積し
た尿素、尿酸、水などを透析、除去せしめて、正
常に近い溶質濃度の体液とし、これを再び患者の
体内に戻すようにされ、またHF操作に際して
は、該半透膜の濾過作用により、血液から主とし
て不要な中分子量や低分子量物質を含む溶液を引
き出し、除去する一方、血液に必要物質を含む溶
液を補給して、体内に戻してやるようにされるこ
ととなる。

（解決課題） しかしながら、かかるHD，HFの除去機能に
鑑みて、これら両者が同時に実施され得る装置
（HDF装置）が望まれているが、HF並びにHD
の双方の機能を同一装置で高能率に行ない得て且
つ操作容易である実用的に満足すべき装置は未だ
開発されていないのが実情である。

しかも、HF操作を行なう時には、必要物質を
含む置換液を体内に戻す置換液導入機構、および
置換液の注入速度、あるいは不要物質を含む溶液
の体液側よりの濾過速度の少なくとも一方を制御
するための機構が使用され、HF操作中の体液の
減少量および減少速度があらかじめ計画した様に
なるべく、制御されなければならない。しかし、
その機構は非常に複雑な、また高精度のもので、
面倒な操作が必要であるという欠点があつた。ま
た、置換液それ自体の必要性、その輪送、保存な
どの問題は、特別な機構の必要性とともに、HF
を高価な且つ複雑な操作を必要とする方法にして
いるのである。

従つて、高能率な透析および濾過を可能とし、
その操作が容易であり、安価な透析濾過装置の開
発は極めて望ましいことである。

（解決手段） ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景に
して為されたものであつて、その要旨とするとこ
ろは、半透膜を収容し、流通せしめられる血液な
どの体液を該半透膜を介して透析液に接触せしめ
ることにより、かかる体液を浄化するようにした
透析器と、該透析器に透析液を供給する透析液の
供給流路と、該透析器から透析液を排出せしめる
透析液の排出流路と、該供給流路及び排出流路上
に設けられ、それら透析液の供給流路における入
口流量と排出流路における出口流量の両方を同時
に調節し、その差を体内よりの除水量と等しくす
る透析液の流入及び流出量調節機構とを含む、ヘ
モダイアフイルトレーシヨン（HDF）による体
液浄化装置において、該透析液の供給流路若しく
は排出流路の、前記流入及び流出量調節機構と前
記透析器との間の流路部分から取り出される透析
液を収容する収容体を設けて、該収容体と前記流
路部分をつなぐ接続流路上に、該流路部分を流れ
る透析液の前記収容体への取出し作動と該収容体
から該流路部分への透析液の押込み作動とを交互
に為し得る１台の正逆回転可能なポンプを設ける
と共に、かかるポンプのポンプ作動によつて前記
透析液の前記収容体への取出しの量と該収容体か
らの押込みの量とが等量となるように切換え制御
する制御装置を設け、該制御装置によつて、前記
正逆回転可能なポンプの正回転及び逆回転を制御
せしめて、前記供給流路を通じて前記透析器に供
給される透析液量または該透析器から前記排出流
路に排出される透析液量が増減せしめられ得るよ
うにしたことにある。

（作用・効果） すなわち、かかる本発明によれば、１台の正逆
回転可能なポンプの正回転、逆回転作動によつ
て、供給流路を通じて透析器に供給される透析液
量または該透析器から排出流路に排出される透析
液量が増減せしめられ、これによつて該透析器へ
の透析液の流入量と該透析器からの透析液の流出
量との差（単位時間当り）を正から負へ、また負
から正へと、繰り返し変化せしめ得ることとなつ
たのである。

換言すれば、この透析器における透析液の流入
量をその流出量よりも大とすると、該透析器内に
おける透析液の液圧が増大せしめられて、半透膜
を介して接する体液側の圧力よりも高くなり、そ
こに体液側への透析液の押込み作用（置換）が生
ずるのであり、またこれとは逆に、その流入量を
その流出量よりも小さくすると、透析液の圧力が
体液側よりも低くなつて、そこに限外濾過作用が
生ずるのであり、これによつて透析器内の半透膜
を介して透析液を体液内に押し入れ、また体液内
から水分を引き出す操作を、繰り返し行ない得る
こととなるのである。

そして、上記において、体液側より透析液側へ
の水分移動の際には、同時に中小分子からなる溶
質（老廃物）の移動も行なわれ、必要量の老廃物
が除去されることとなる。一方、この時に生じる
体液内の水分の不足を補うには、前記の差（単位
時間あたりの透析器への透析液の流入量−単位時
間あたりの透析器よりの透析液の流出量）を正と
すれば、必要物質を含む透析液が置換液として半
透膜を介して自動的に体液内に押し込まれるので
ある。この際、１台のポンプの作動によつて該透
析液流路から系外に取り出される透析液の量と該
透析液流路に系外より押し込まれる液体の量は等
しいので、体内より引き出される液体の量と体内
に押し込まれる液体の量の差引き量は、前記透析
液の流入および流出量調節機構により決定され
る、体液中より体外に引き出される水分量と等し
くなる。それ故に、前記水引き及び押入れの操作
を交互に繰り返し行なうことにより、同一装置で
従来のHF操作も、HD操作も兼ねて実施し得る
のである。

したがつて、本発明に従うヘモダイアフイルト
レーシヨン（HDF）による体液浄化装置の操作
は極めて容易であり、また特別の滅菌置換液およ
び置換液導入機構を別に設ける必要もないので、
その面倒な操作は完全に省略され得るのであり、
装置は小型化、簡略化され得て、そのコストも著
しく低減され得ることとなつたのである。

（実施例） 以下、図面に示す実施例に基づいて、本発明を
更に詳細に説明する。

先ず、図面は、本発明に係る体液浄化装置の具
体的な一例を示す系続図である。かかる図におい
て、１は血液浄化装置としての透析器（ダイアラ
イザー）であり、内部にフイルム状、チユーブ状
あるいは中空繊維状の半透膜を収容した函体より
構成されている。該透析器１には、患者の体内か
ら血液を導くための血液供給流路２が接続され、
そして該透析器１において浄化された血液が、血
液送出流路３を通じて患者の体内に戻されるよう
になつている。

また、該透析器１には、透析液をその貯槽（図
示せず）より該透析器１内に導くための透析液供
給流路４が接続されており、更に該透析器１にお
いて半透膜を介して血液に接触せしめれた透析液
を排出し、あるいは該半透膜の濾過作用により血
液から取り出された不要物質乃至は有害物質を系
外に排出するための透析液排出流路５が設けられ
ている。

さらに、かかる透析液供給流路４と透析液排出
流路５の流路上には、透析液の供給量と排出量を
調節する公知の透析液流入および流出量調節機構
６が設けられており、該機構６によつて、透析器
１からの該機構６を介しての透析液排出流出量と
該透析器１への透析液の供給流量が調節され、そ
の差が体内からの除水量となるように、設定され
ている。なお、かかる透析液流入および排出量調
節機構６は、従来から透析装置に付属する装置と
してよく知られているものであつて、原理的に
は、供給流路４上に配置された流入ポンプ機構と
排出流路５上に配置された排出ポンプ機構とそれ
ら二つのポンプ機構を制御する制御装置とを含む
ものであつて、例えば市販されているウルトラフ
イルトレーシヨン・コントローラ（東レ：UFC
）などを用いることが出来る。

そして、透析液の排出流路５上にあつて、透析
器１と調節機構６との間の流路部分から分岐した
接続流路７は、透析液を蓄積するためのタンク８
（収容体）に接続させられ、且つ該排出流路５と
タンク８との間の接続流路７上に、正逆回転可能
なポンプ９が設けられている。即ち、ポンプ９
は、正回転時には該排出流路５を流れる透析液を
系外に取り出して、タンク８内へ導き、逆回転時
にはタンク８内の透析液を系外から押し込んで、
排出流路５へ導くようになつているのである。

また、タンク８とポンプ９との間には、制御装
置１０が設けられ、ポンプ９の正回転によつてタ
ンク８内の水位が上昇し、所定高さに達すると、
該制御装置１０によりポンプ９が逆回転させられ
ようになつており、そしてこのポンプ９の逆回転
作動によつて、タンク８内の水位が所定高さまで
下降させられると、前記制御装置１０によりポン
プ９は再び正回転に復帰させられ、再び水位が上
昇せしめられるようになつている。

更にまた、排出流路５には、圧力センサ１１が
設けられており、排出流路５内の圧力が圧安全域
以下にならないように、正回転時のポンプ９の吐
出量が制御装置１２によつて制御されている。そ
して、同様に、逆回転時のポンプ９の吐出量は、
排出流路５内の圧力が圧安全限界以上にならない
ように制御装置１２によつて制御されるのであ
る。

従つて、かかる構成の装置を用いて血液の浄化
を行なうに際しては、流入及び流出量調節機構６
にて供給流路４と排出流路５の透析液流量を制御
し、そして透析器１内では、透析液が一定の流量
を保つて定常的に流れる状態、即ち流入及び排出
量調節機構６によつて、排出流路５から排出され
る透析液量と供給流路４を通じて供給される透析
液量との差が体内からの除水量となるように調節
せしめた状態において、ポンプ９を制御装置１０
によつて周期的に正逆交互に回転せしめ、流路７
を通じて同量の透析液が排出流路５とタンク８と
の間を交互に移動せしめられるようにするのであ
る。

それ故に、排出流路５を流れる透析液をタンク
８内に取り出す場合には、透析器１に対する透析
液の供給量は不変であるにもかかわらず、該透析
器１からの透析液の排出量がポンプ９の吐出量の
分だけ多くなり、以て透析液回路圧はより負圧と
なり、透析液側の圧力が血液側の圧力よりもより
低くなつて、透析器１内において半透膜を介して
血液内の水分をポンプ９の吐出量の分だけ多く透
析液側に引き出す結果となるのである。

一方、タンク８内の透析液を排出流路５に押し
入れる場合には、透析器１への透析液の供給量は
不変であるにもかかわらず、該透析器１からの透
析液の排出量がポンプ９の吐出量の分だけ少なく
なり、以て透析液回路圧は正圧となつて、透析液
側の圧力が血液側の圧力よりも高くなり、従つて
透析器１内において半透膜を介して透析液を血液
内に押し入れる結果となる。しかも、この透析液
の押し入れ量はポンプ９による前記水引き量と同
量とされる。

それ故に、ポンプ９の正逆交互の回転によつ
て、透析器１内においては半透膜を介して血液側
と透析液側との間に水分の引出しと透析液の押込
みが交互に行なわれることとなり、以て血液側よ
り透析液側に水分が移行したために生ずる血液内
の水分の不足に次に透析液の血液側への等量の移
行によつて補充され、かくすることによつて特別
の置換液や置換液導入機構は全く不要となつたの
である。

すなわち、従来のヘモフイルトレーシヨン
（HF）操作にあつては、浄化器（透析器１に相
当）において半透膜を介して大量の水分を引き出
すのみであるため、そのような水分の一部を補給
すべく（同時に必要な溶質も補給される）、別途
に置換液が用意され、これが別途の導入機構にて
血液内に戻されるようになつているが、上例の装
置では、ポンプ９の逆回転作動によつて透析液が
血液側に置換液として押し入れられることとなる
ため、そのような置換液を別途に調製したり、そ
の導入機構を設けたりする必要がないのである。
なお、この際、透析器１内の透析液圧の負圧、正
圧が透析器１内の半透膜の耐久性をそこなわない
ように、制御装置１２でポンプ９のそれぞれ正逆
回転による吐出量が制御されることとなるのであ
る。

このように、かくの如き装置は、透析（ヘモダ
イアリシス、HD）操作を行ないつつ、効果的
に、安全に且つ正確に体液置換を行ない得るもの
であり、従来の濾過量と置換液の注入量を制御す
るための複雑な装置も、特別の置換液も何等必要
とせず、１個の正逆回転可能なポンプを用いるこ
とにより、装置全体として簡略化、コンパクト
化、低コスト化されることは勿論、ヘモダイアフ
イルトレーシヨン（HDF）という方法自体を安
全且つ低コストなものと為し得たのである。

以上、本発明に係る実施例について説明してき
たが、本発明は、かかる実施例のみに、また該実
施例の記載によつて何等制限を受けるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当
業者の知識に基づき種々なる変更、改良等を加え
得るものである。

例えば、上例にあつては、ポンプ９は、透析器
１からの透析液の排出流路５に対して設けられて
いるが、透析器１への透析液の供給流路４に対し
て設けることも可能である。しかし、ポンプ９に
て押し込まれる透析液などの液体の汚染の問題を
考えると、排出流路５に対して設けることが望ま
しいことは言うまでもない。

また、上例では、ポンプ９にて排出流路５から
取り出される透析液をタンク８内に収容する一
方、かかるタンク８内の水位を検出して制御装置
１０の作動を行なうようにした構成が採用されて
いるが、勿論このような構成に代えて当業者に自
明の、透析液の収容体としてのバツグ（袋）を用
い、その重量変化（透析液量によつて変化する）
を検出して制御装置１０を作動せしめたり、更に
はタイマーなどによつて、機械的に、ポンプ９の
正回転及び逆回転を制御装置１０にて制御するよ
うにしても何等差支えない。

このように、本発明は、体液の置換および透析
などを、単なる１個の正逆回転可能なポンプを適
切に制御することにより、正確、安全且つ容易に
制御し得るようにしたものであり、しかも従来の
如き置換液導入機構のような複雑な附属装置及び
静脈点滴用の特別な置換液を使用することなく、
極めて簡単な機構による血液浄化操作を可能にし
て、装置の小型化、コンパクト化、低コスト化を
図つたところに、大きな特徴を有するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の体液浄化装置の一実施例を示
す系統図である。 １：透析器、４：供給流路、５：排出流路、
６：流入及び流出量調節機構、７：接続流路、
８：タンク、９：ポンプ、１０，１２：制御装
置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半透膜を収容し、流通せしめられる血液など
   の体液を該半透膜を介して透析液に接触せしめる
   ことにより、かかる体液を浄化するようにした透
   析器と、該透析器に透析液を供給する透析液の供
   給流路と、該透析器から透析液を排出せしめる透
   析液の排出流路と、該供給流路及び排出流路上に
   設けられ、それら透析液の供給流路における入口
   流量と排出流路における出口流量の両方を同時に
   調節し、その差を体内よりの除水量と等しくする
   透析液の流入及び流出量調節機構とを含む、ヘモ
   ダイアフイルトレーシヨン（HDF）による体液
   浄化装置において、 該透析液の供給流路若しくは排出流路の、前記
   流入及び流出量調節機構と前記透析器との間の流
   路部分から取り出される透析液を収容する収容体
   を設けて、該収容体と前記流路部分をつなぐ接続
   流路上に、該流路部分を流れる透析液の前記収容
   体への取出し作動と該収容体から該流路部分への
   透析液の押込み作動とを交互に為し得る１台の正
   逆回転可能なポンプを設けると共に、かかるポン
   プのポンプ作動によつて前記透析液の前記収容体
   への取出しの量と該収容体からの押込みの量とが
   等量となるように切換え制御する制御装置を設
   け、該制御装置によつて、前記正逆回転可能なポ
   ンプの正回転及び逆回転を制御せしめて、前記供
   給流路を通じて前記透析器に供給される透析液量
   または該透析器から前記排出流路に排出される透
   析液量が増減せしめられ得るようにしたことを特
   徴とする装置。